CMOS技術による半導体シーケンス：
半導体シーケンスとは？
当社の半導体シーケンステクノロジーは、Sequence by Synthesis（SBS）ケミストリーと半導体チップを使用します。時間の経過とともに、当社の光学システムは、4色法、2色法、1色法と検出法を進化させてきました。チャネル数は、システムが検出できる光の色の数を示します。
1色法SBSとも呼ばれる1色法検出システムは、イルミナの半導体シーケンス手法の一部であり、SBSと相補型金属酸化膜半導体（CMOS）テクノロジーを結合しています。iSeq 100 システムは、CMOSチップ上で1色法SBSを使用して、コンパクトなベンチトップ型システムで高精度データを提供します。
イルミナ半導体シーケンスの利点
他の半導体ベースのシーケンサーとは異なり、すべてのイルミナ遺伝子解析装置は、Sequence by Synthesisの精度に基づいて構築されています。SBSの塩基ごとのシーケンシング特性により、ホモポリマー領域においても高精度なシーケンスデータを提供します。さらに、高い収量のエラーのないリード（ng）と、Q30を超える高い割合ベースコールを実現します1-3。
CMOSテクノロジーとSBSを組み合わせることで、iSeq 100 システムでの半導体シーケンスは、非CMOS装置と比較した場合に、以下の利点を提供します。
- 装置のコスト削減
- 装置の設置面積の縮小
- イメージング時間の短縮
- NGSケミストリーと光学系の簡素化
- クラスター化とシーケンスをすべて1台の装置で実行
Semiconductor Sequencing on the iSeq 100 System
Learn how our smallest sequencer delivers big advantages for virtually any lab.
イルミナシーケンスケミストリーの進化
4色法では、4つの異なる蛍光色素で標識されたヌクレオチドの混合物を使用します。2色法では2つの異なる蛍光色素を使用し、1色法では1つの色素のみを使用します。画像はイメージ解析ソフトウェアで処理され、ヌクレオチドの同定が行われます。
CMOSテクノロジーの仕組み
iSeq 100 システムは、CMOSチップ上に作製されたナノウェルを備えたパターン化フローセルを使用します。フローセルの各ウェルは、CMOSフォトダイオード上に配列されています。クラスター形成時に固有のDNA断片が各ウェル内で増幅され、クローンクラスターが形成されます。各イメージング工程において、CMOSセンサーが各ウェルの底部で発光を検出します。
半導体シーケンスによるSBS精度
1色法SBSとCMOSテクノロジーを使用するiSeq 100 システムは、他のイルミナ装置と同じ高いデータ品質を提供します4。シーケンスデータの精度はクオリティスコアによって測定されます。クオリティスコア30（Q30）は、予測ベースコール精度99.9%を表します。iSeq 100 システムは、80%以上でQ30を超えるベースコールを提供します。
半導体シーケンスにおける注目のテクノロジー
1色法SBSとCMOSテクノロジーが、コンパクトなiSeq 100 システムでいかに高精度なデータを提供するかについて詳細にご説明します。この文書には、CMOSの仕組みに関する詳細な説明が記載されています。
テクニカルノートを確認する補足資料
Karolinska Institutetがイルミナシステムを選択
市販の他のシーケンサーとは異なり、イルミナ遺伝子解析装置は十分なシーケンス深度を提供し、新規ウイルスの発見を可能にします。
イルミナのXLEAP Sequence by Synthesisワークフローの概要
この動画では、イルミナのXLEAP-SBS手法がNGSワークフローの速度、精度、効率をこれまで以上に高レベルに向上させる仕組みをご紹介します。
次世代シーケンステクノロジーのご紹介
この概要ではイルミナのシーケンスケミストリーの基本、テクノロジーにおける主な進歩などをご説明します。
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次世代シーケンサー（NGS）
次世代シーケンサーで実施できる幅広い実験と、イルミナNGSの仕組みについてご説明します。
Sequence by Synthesis（SBS）テクノロジー
イルミナのシーケンステクノロジー、Sequence by Synthesisは、幅広いアプリケーションにおいて卓越したデータ精度を実現します。
パターン化フローセルテクノロジー
シーケンスクラスターの規定間隔と定義されたフィーチャーサイズにより、データ出力の向上、コスト削減、ランタイムの短縮が実現されます。
注釈
- Bentley DR, Balasubramanian S, Swerdlow HP, et al. Accurate whole human genome sequencing using reversible terminator chemistry. Nature. 2008;456(7218):53-59.
- Ross MG, Russ C, Costello M, et al. Characterizing and measuring bias in sequence data. Gen Biol. 2013;14:R51.
- Nakazato T, Ohta T, Bono H. Experimental design-based functional mining and characterization of high-throughput sequencing data in the sequence read archive. PLoS One. 2013;22;8:e77910.
- Illumina (2018) Illumina CMOS Chip and One-Channel SBS Chemistry. Accessed January 22, 2019.